半导体材料生产资料整理——高纯镓

一、 高纯镓工艺流程简述

工艺主线：容器清洗→装入4N镓→盐酸萃取（硫酸萃取）高纯水清洗→结晶提纯（6N)→结晶提纯（7N)→结晶提纯（8N)→尾料碱性电解→真空包装→入库。

(2)具体工艺流程

①容器清洗

容器使用前用高纯水清洗。

②盐酸萃取

4N镓浸入浓度为37%盐酸溶液中，水浴温度50℃，采用电加热方式控制水浴温度，反应时间60min,去除Zn、Fe等杂质，废HCL液送入镓回收车间与碱性电解液中和，回收酸液中残余的镓。反应式如下：

Zn+2HCL=ZnCL2+H2

Fe+2HCL=FeCL2+H2

2Ga+6HCL=2GaCL3+3H2

GaCL3NaOH=Ga(OH)3+3NaCI

③硫酸萃取

4N镓浸入硫酸溶液中，水浴温度50℃，采用电加热方式控制水浴温度，反应时间60-90min,去除Fe、In等杂质，废H2SO4液送入家回收车间与碱性电解！液中和，回收酸液中残余的镓。反应式如下：

Fe+H2SO4=FeSO4+H2

2In+3H2SO4=In2(SO4)3+3H2

2Ga+3H2SO4=Ga2(SO4)3H2

Ga2(SO4)3+6NaOH=2Ga(OH)3+3Na2SO4

④清洗

萃取后的物料用高纯水冲淋清洗。

⑤结晶（6N)

清洗后的镓送入烘箱加热至30℃融化，放入托盘中冷冻至4℃，使金属镓逐步结晶，结晶时间22±2小时。

⑥部分结晶提纯（7N)

结晶后的6N镓送入烘箱加热至30℃融化，放入托盘中冷冻至4℃，继续结晶，得到7N镓。

⑦部分结晶提纯（8N)

结晶后的7N镓送入烘箱加热至30℃融化，放入托盘中冷冻至4℃，继续结晶，得到8N镓。

⑧碱性电解

高纯嫁结晶后尾料浸入3mol/L的NaOH溶液中电解，电压1.2V,电流密度600A/m2。金属嫁在阴极沉积，杂质在阳极沉积，电解槽200×50×50cm。阴极嫁返回结晶工序循环使用，残阳极作为原料循环使用。反应式如下：

阳极：Ga+4OH--3e=GaO2-+2H2O

阴极：GaO2-+2H2O+3e=Ga+4OH-

⑨包装

    结晶的6N、7N、8N嫁产品通过包装机真空包装入库。

高纯镓生产镓平衡见下表

镓元素平衡图如下

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